钢铁侠托尼·斯塔克（小罗伯特·唐尼 Robert Downey Jr. 饰）在国会听证上回绝交出最新技能。与此同时，他发现胸口的微型电弧反应炉正敏捷形成血液的钯金属中毒。懊丧的托尼将斯塔克公司的总裁职务交予了秘书波兹（格温妮丝·帕特罗 Gwyneth Paltrow 饰），由她全权负责正在进行的纽约斯塔克博览会。波兹从法令部分调来助理娜塔莉（斯佳丽·约翰逊 Scarlett Johansson 饰）照料托尼。托尼在媒体前的高调露脸引起了其父当年搭档的儿子，伊凡（米基·洛克 Mickey Rourke 饰）的不满。为了施行报复，他子承父业，研发出了一套可与钢铁战衣相媲美的配备。伊凡的技能引起了托尼的竞争对手，军火商贾斯丁·汉默（山姆·洛克威尔 Sam Rockwell 饰）的留意，他设法将伊凡绑架出狱，隐秘研讨替代钢铁侠。合理托尼苦于钯金属中毒形成的失落之时，他发现娜塔莉本来身负隐秘任务，而自己的固执，也形成了与老友，空军上校罗尼（唐·钱德尔 Don Cheadle 饰）的反目，眼看形势就要失控……。
